Ssylka

Могут ли нанотехнологии обеспечить безопасность астронавтов и раскрыть тайны воды на Луне?

На основе новейшего исследования, выполненного учёными из Georgia Tech, наномасштабный анализ лунных образцов из программы «Аполлон» позволяет изучить воздействие космической среды на поверхность Луны, обнаруживая мельчайшие детали, связанные с образованием воды и потенциальными угрозами для человека в космосе.
Могут ли нанотехнологии обеспечить безопасность астронавтов и раскрыть тайны воды на Луне?
Изображение носит иллюстративный характер

Лунная поверхность не обладает атмосферой и магнитным полем, поэтому она подвергается постоянному облучению солнечным ветром, космическими лучами и микрометеоритными ударами. Эти факторы неизбежно вызывают так называемое космическое старение, что приводит к изменению свойств пыли и горных пород на Луне.

В рамках данного исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports, специалисты Georgia Tech провели пространственную карту наночастиц с одновременным анализом оптических свойств образцов. Такой подход позволяет не только проследить историю облучения и кристаллизации пород, но и выявить изменения в их химическом составе.

Используемые методики включают nano-FTIR спектроскопию и высокоточное наноизображение, освоенное в Nano-Optics Laboratory Университета Джорджии под руководством профессора Йоханнеса Абате. Профессор Филлип Стенсил, заведующий кафедрой физики в UGA, отметил, что обычные инструменты не способны выявить тонкие детали, доступные при анализе на уровне десятков нанометров, сравнимых с сотнями атомов.

Анализ обнаружил изменения оптических подписей образцов, выявив в структуре пор материалов захваченные состояния электронов – фактически «дыры» в атомной решетке, вызванные радиационным повреждением. При этом локальное увеличение содержания неодима и хрома указывает на вклад внешних частиц, таких как микрометеориты, наносящие удары со скоростью, превышающей 5 км/с.

Томас Орландо, профессор школы химии и биохимии, подчеркнул, что обнаружение воды на Луне критически важно для программы Artemis, поскольку она может служить источником кислорода и водорода. Среди потенциальных рисков для будущих миссий были выявлены нарушения герметичности скафандров вследствие пыли, повреждения от микрометеоритных ударов и опасность вдыхания лунного грунта.

Последующий этап исследований будет связан с объединением данных наноанализа с орбитальными картами Луны для создания интегрированных моделей эволюции лунной поверхности. Такая методика позволит определить распределение воды, метана и других ресурсов, а также проследить историю формирования поверхности на основе образцов, хранящихся более 50 лет.

Научное сотрудничество ведётся в рамках программ CLEVER и предшествующей REVEALS, одобренных NASA, объединяющих экспертов из США и Европы. Комплексный подход к изучению процессов, задействованных солнечным ветром и микрометеоритами, открывает новые возможности для планирования безопасных человеческих миссий и глубокого освоения космоса.


Новое на сайте